[发明专利]制造微晶硅薄膜的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种半导体制造方法，尤指一种通过电浆辅助化学气相沉积(“CVD”)制造工艺来制造微晶硅(μc-Si)薄膜或μc-Si合金薄膜的方法。

背景技术

微晶硅材料(例如微晶硅薄膜)因其材料特性与特征而具有许多应用。其中一种应用为太阳能电池应用。许多其他应用(例如需要具有优异电气特征的半导体装置或电路的应用)也经常依赖于微晶硅材料的使用。以太阳能电池应用为例，以下说明微晶硅材料的一种应用。

太阳能为近年来可用的最重要的能源之一。光电装置，例如太阳能电池，已经引起了极大的关注，其能根据光电效应将太阳辐射转换成电能。太阳能电池通过几乎无限的太阳能来供电，不需要补充化石燃料，因此已应用于卫星、太空及移动通讯。鉴于节能、有效利用资源及防止环境污染的需求日益增加，太阳能电池已成为一种富有吸引力的产生能量的装置。

虽然可在硅(Si)晶片上制造太阳能电池，然而，相较于公知的发电方法(例如，化石燃料燃烧电厂)，使用晶片型太阳能电池发电的成本相对较高。为了使太阳能电池在经济上更可行并降低成本，已经开发了薄膜生长技术，用于沉积高品质的吸光半导体材料。该些薄膜方法在大面积基板上生长太阳能电池或太阳能电池模块，其可实现具有成本效益的制造，并允许多功能模块化设计。大面积太阳能电池的制造一般使用非晶半导体薄膜，例如非晶硅膜。某些研究已发现，堆叠式或串接式太阳能电池可具有改善的能量转换效率。而且研究还发现，微晶硅(μc-Si)薄膜或纳米晶硅薄膜可增强太阳能电池的导电性，并吸收整个太阳光谱的不同光波长，以进一步改善能量转换效率，μc-Si薄膜可能为制造下一代太阳能电池的理想材料之一。然而，根据制造工艺技术，基于μc-Si薄膜来制造太阳能电池可能具有一定的问题，例如与薄膜品质、界面特性、薄膜沉积速率及/或大面积薄膜均匀性有关的问题。

发明内容

依据本发明的一范例可提供一种在电浆辅助化学气相沉积(CVD)系统中制造半导体装置的方法，该系统可包含处理室，其具有相互隔开的第一电极与第二电极，该方法可包含于该第二电极上提供基板，该基板可包含暴露于该第一电极的表面，在该基板的该表面上制造半导体薄膜并在该半导体薄膜的成核阶段期间将第一偏压施加于该第二电极上，直至达到该半导体薄膜的预定厚度为止，以及在达到该半导体薄膜的该预定厚度之后，将第二偏压施加于该第二电极上。

依据本发明的另一范例可提供一种能够在电浆辅助化学气相沉积(CVD)系统中制造半导体装置的方法，该系统可包含处理室，其具有相互隔开的第一电极与第二电极，该方法可包含于该第二电极上提供基板，该基板可包含暴露于该第一电极的表面，在该基板的该表面上制造半导体薄膜，在制造该半导体薄膜期间，将负偏压施加于该第二电极上达预定时间，以在该基板的该表面上产生成核点，以及在该预定时间之后，将正偏压施加于该第二电极上，以减小该基板的该表面上的缺陷密度。

依据本发明的其他范例可提供一种能够在电浆辅助化学气相沉积(CVD)系统中制造半导体薄膜的方法，该系统可包含处理室，其具有相互隔开的第一电极与第二电极，该方法可包含于该第二电极上提供基板，该基板包含暴露于该第一电极的表面，在该表面上制造第一半导体薄膜，在制造该第一半导体薄膜期间，将第一偏压施加于该第二电极上，在该第一半导体薄膜上制造第二半导体薄膜，以及在制造该第二半导体薄膜期间，将第二偏压施加于该第二电极上。

在下文的说明中将部份提出本发明的其他特点与优点，而且从该说明中将了解本发明其中一部份，或者通过实施本发明也可习得。通过权利要求中特别列出的元件与组合将可了解且达成本发明的特点与优点。

其应该了解的是，上文的概要说明以及下文的详细说明都仅供作例示与解释，其并未限制本文所主张的发明。

附图说明

当并同各附图而阅览时，即可更佳了解本发明的前揭摘要以及上文详细说明。为达本发明的说明目的，各附图里绘示有现属较佳的各具体实施例。然应了解本发明并不限于所绘的精确排置方式及设备装置。

在各附图中：

图1为根据本发明的一范例的制造微晶硅(μc-Si)薄膜的系统的示意图；

图2为说明根据本发明的一范例的制造μc-Si薄膜的方法的示意图；

图3A至3D为说明图1所示的第二功率产生器的输出电压的示范性曲线图；

图4A与4B为显示根据本发明的一范例的方法的实验结果的穿透式电子显微镜(TEM)照片的范例；

图4C为4A与4B所示的材料的拉曼光谱分析的曲线图；以及